【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池正极材料，尤其涉及一种复合正极材料及其制备方法和全固态锂电池。
技术介绍
1、目前，我国正处于由煤、石油、天然气等不可再生能源向光能、核能、电能等可再生能源过渡的重要时期。其中锂离子电池因具有高的能量密度、长的循环寿命、对环境友好等优点，是代替传统不可再生化石燃料的重要途径之一。对于传统的液体锂离子电池来说，由于电池中使用有机液态电解液对锂离子进行传输，其在充放电过程中不可避免地会发生副反应，而且在电池循环过程中，也可能会发生电解液的挥发、泄漏等问题，这样不仅会导致锂离子电池的放电容量发生不可逆衰减，而且某些易燃易爆的有机电解液在泄露后还会引发严重的安全问题。
2、全固态锂离子电池(sslibs)作为锂离子电池的一种，由于其具有不泄漏、不易燃、较好的机械性能、良好的电化学稳定性、高安全性和优异的热稳定性等特点，而受到人们的广泛关注。但是，sslibs很难实现正极材料的高质量负载，进而难以实现高能量密度的实际应用。这是由于，负载量的增加会使得正极片厚度增加，远离电解质的一侧在传输锂离子时会被其他粒子阻碍堵塞，严重影响锂离子在正极内部的稳定输出，导致只有与电解质接触的正极部分才能彻底释放锂离子，最终使得电池放电比容量降低；而且，负载量的增加会使得充放电电流大幅增加，这也间接加速了正极侧与电解质发生化学副反应，加快cei层的产生，过厚的cei会导致电池性能下降，进而降低电池的使用寿命。
3、为了改善上述问题，通过共混或者包覆快锂离子导体的方式来改性正极材料是一种使固态电池高负载化行之有效的方
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种复合正极材料及其制备方法和全固态锂电池。本专利技术提供的复合正极材料具有高离子电导率和高电子电导率，并且采用复合正极材料制备而成的锂电池具有高放电容量和高循环稳定性。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种复合正极材料，包括正极活性物质和mxene包覆的快离子导体。
4、优选地，所述mxene包覆的快离子导体中的快离子导体和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
5、优选地，所述mxene包覆的快离子导体中的mxene和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
6、优选地，所述mxene包覆的快离子导体中快离子导体的粒径为0.1～10μm。
7、优选地，所述正极活性物质包括lifepo4、lini0.5co0.3mn0.2o2、lini0.6co0.2mn0.2o2或lini0.8co0.1mn0.1o2。
8、优选地，所述mxene包覆的快离子导体中的快离子导体包括li6.4la3zr1.4ta0.6o12、li3po4、li1.4al0.4ti1.6(po4)3、liti0.5zr1.5(po4)3或li2alzr(po4)3。
9、本专利技术还提供了上述技术方案所述复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：
10、(1)将快离子导体和mxene分别与有机溶剂混合，得到快离子导体分散液和mxene分散液；
11、(2)所述步骤(1)得到的快离子导体分散液和mxene分散液混合，得到混合液；
12、(3)将正极活性物质与所述步骤(2)得到的混合液混合后干燥，得到复合正极材料。
13、优选地，所述步骤(1)中快离子导体分散液和mxene分散液的质量浓度独立地为1～100mg/ml。
14、优选地，所述步骤(1)中有机溶剂包括无水乙醇、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。
15、本专利技术还提供了一种全固态锂电池，所述全固态锂电池中的正极材料为上述技术方案所述的复合正极材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的复合正极材料。
16、本专利技术提供了一种复合正极材料，包括正极活性物质和mxene包覆的快离子导体。本专利技术通过在正极活性物质中引入快离子导体，利用快离子导体具有高锂离子电导率的特性来构建高效稳定的离子输运网络，提高正极材料的离子传输能力；通过使用具有高电子电导率的mxene包覆快离子导体，提高复合正极材料的电子电导率以及放电比容量，同时，mxene中存在的-f、-o和-oh等官能原子或基团，可以防止电解质的腐蚀，起到保护正极活性物质的作用，显著提高正极材料长期循环的稳定性。实施例结果表明，本专利技术提供的复合正极材料的离子电导率为7.555×10-3s/cm，电子电导率为4.761×10-5s/cm，具有高的离子电导率和高的电子电导率；采用复合正极材料制备而成的全固态锂电池的首圈放电比容量可达到211.22mah/g，在0.5c进行150圈循环后容量保持率可达到96％以上，具有高放电容量和高循环稳定性。
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1.一种复合正极材料，包括正极活性物质和MXene包覆的快离子导体。
2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述MXene包覆的快离子导体中的快离子导体和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
3.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，所述MXene包覆的快离子导体中的MXene和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
4.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，所述MXene包覆的快离子导体中快离子导体的粒径为0.1～10μm。
5.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述正极活性物质包括LiFePO4、LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2或LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
6.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述MXene包覆的快离子导体中的快离子导体包括Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12、Li3PO4、Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3、LiTi0.5Zr1.5(PO4
7.权利要求1～6任意一项所述复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中快离子导体分散液和MXene分散液的质量浓度独立地为1～100mg/mL。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂包括无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。
10.一种全固态锂电池，其特征在于，所述全固态锂电池中的正极材料为权利要求1～6任一项所述的复合正极材料或权利要求7～9任一项所述的制备方法制备得到的复合正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种复合正极材料，包括正极活性物质和mxene包覆的快离子导体。
2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述mxene包覆的快离子导体中的快离子导体和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
3.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，所述mxene包覆的快离子导体中的mxene和正极活性物质的质量之比为(0.01～5)：100。
4.根据权利要求1或2所述的复合正极材料，其特征在于，所述mxene包覆的快离子导体中快离子导体的粒径为0.1～10μm。
5.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述正极活性物质包括lifepo4、lini0.5co0.3mn0.2o2、lini0.6co0.2mn0.2o2或lini0.8co0.1mn0.1o2。
6.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立群，谢海明，朱浩源，
申请(专利权)人：吉林省东驰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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